Wie Meerwasser mit sauberer Technologie trinkbar wird
Nur etwa 3 % des gesamten Wassers auf der Erde ist Süßwasser, und das meiste davon ist zu Eis erstarrt. Da der Klimawandel die Wasserknappheit verschlimmert, und das auch in Europa, wenden wir uns zunehmend dem entsalzten Meerwasser als Lösung zu. Die Entsalzung ist zwar realisierbar, stellt aber bisher ein kostspieliges und umweltschädliches Verfahren dar, das untrennbar mit teurer Technologie, hohem Energieverbrauch, gefährlichen Chemikalien und schädlichen Nebenprodukten verbunden ist. Dies könnte sich jedoch bald ändern. Das Ergebnis des EU-finanzierten Projekts SonixED, das beim belgischen Start-up-Unternehmen Hydro Volta angesiedelt ist, ist eine patentierte Entsalzungstechnologie, die eine umweltfreundlichere und erschwinglichere Alternative zu etablierten Verfahren wie etwa der Umkehrosmose darstellt. „Unser System integriert nahtlos Elektrodialyse mit Polumkehr und Ultraschall. Diese Synergie erhöht die Effizienz der Entsalzung, verkleinert den Umweltfußabdruck drastisch und erreicht eine beispiellose Wasserrückgewinnungsrate“, sagt George Brik, Geschäftsführer und Mitbegründer von Hydro Volta.
Ein selbstreinigendes System
Wenn sich Salzverbindungen in Wasser auflösen, werden sie in einzelne Ionen getrennt. Bei der Elektrodialyse werden diese Ionen aufgrund ihrer elektrischen Ladung entfernt, indem sie durch Membranschichten mit wechselnder elektrischer Ladung gezogen werden. Bei der Elektrodialyse mit Polumkehr wird der Stromfluss zu Reinigungszwecken umgekehrt, um zu verhindern, dass sich Salze und feines organisches Material auf der Membranoberfläche ansammeln. So kann bei der Elektrodialyse mit Polumkehr diese Anhäufung zwar minimiert, aber nicht vollständig beseitigt werden. An diesem Punkt kommt der Ultraschall ins Spiel. Das neuartige Verfahren nutzt die mechanische Kraft von Schallwellen, um der Verschmutzung der Membranen entgegenzuwirken, wodurch der Einsatz schädlicher Chemikalien überflüssig wird. Durch die Kombination beider Technologien wird außerdem der Energieverbrauch gesenkt, da das Verfahren weniger Druck benötigt und gleichzeitig weniger Salzwasser und Abwasser anfällt. „Der Doppelmechanismus gewährleistet eine effiziente Wasserentsalzung bei gleichzeitiger Erhaltung der Leistung und Langlebigkeit der Membran“, erläutert Brik.
Container für jeden Bedarf
Die SonixED-Technologie kann in Form von Containern zum Einsatz kommen. Dieser Ansatz gestattet die Skalierbarkeit und bietet gleichzeitig die Möglichkeit, das System an die Nachfrage anzupassen. „Die modularen Einheiten können in die vorhandene Infrastruktur integriert werden oder als unabhängige Anlagen funktionieren“, sagt Brik. Die Hybridtechnologie kann zur Aufbereitung von Meer- und Brackwasser eingesetzt werden. Beide Anwendungen wurden im Rahmen eines großangelegten Feldversuchs mit belgischen Wasserversorgungsunternehmen erfolgreich erprobt. Das in Containerform vorliegende SonixED-System wurde in der Entsalzungsanlage des Versorgungsunternehmens Farys in Ostende eingesetzt, wo es in die bereits vorhandene Mikrofiltrationsanlage integriert wurde. Die während des Versuchs erzielte Umwandlungsrate in Trinkwasser lag bei über 85 %. Energieeinsparungen von bis zu 47 % waren bei einer prognostizierten Leistung von 500 m3/h zu verzeichnen.
Mit Behandlung von Kühlwasser Ableitungen verhindern
Die Innovation von SonixED kann auch zur Behandlung von Absalzwasser aus Kühlsystemen dienen. Unter Einsatz derselben Hybridtechnologie könnte die Industrie mit dieser Version des Containersystems das Prozesswasser als Rohwasser wiederverwenden. Bei einem Versuch mit dem Chemieriesen BASF stellte das Projektteam einen Container im Werk Schwarzheide in Deutschland auf. Der Großversuch ergab eine hohe Energieeffizienz mit einem Verbrauch von nur 0,164 kWh pro m3 gereinigtem Wasser. „Im Bereich der Kühlturmabsalzungsanwendungen sehen wir eine potenzielle Abwasserreduzierung von bis zu 98 %, was uns auf den Weg zur Umsetzung von Lösungen für das Wasserrecycling mit kompletter Kreislaufschließung bringt“, bemerkt Brik. Hydro Volta schließt gegenwärtig die Entwicklung und Erprobung seiner SonixED-Technologie ab. Während sich die Pilotphase dem Ende entgegenneigt, werden nun Mittel für die Markteinführung beschafft. Um die Kommerzialisierung voranzutreiben, hat das Team auch mit lokalen Verwaltungen, Umweltorganisationen sowie führenden Unternehmen aus den Bereichen Fertigung, Logistik und Wasseraufbereitung zusammengearbeitet.
Schlüsselbegriffe
SonixED, Meerwasser, Trinkwasser, Süßwasser, Wasserknappheit, Entsalzung, Elektrodialyse mit Polumkehr, Electrodialysis reversal, EDR, Ultraschall, Membranverschmutzung, Absalzwasser, Wasserrecycling mit kompletter Kreislaufschließung
